Lineārās elektriskās ķēdes
Elektrisko ķēdi sauc par elementu kopumu, kas veido caurbraukšanas ceļus elektrība… Elektriskā ķēde sastāv no aktīviem un pasīviem elementiem.
Aktīvie elementi tiek uzskatīti par elektriskās enerģijas avotiem (sprieguma un strāvas avotiem), pasīvie elementi ietver rezistori, induktori, elektriskie kondensatori.
Elektriskās ķēdes elementu kvantitatīvos raksturlielumus sauc par tās parametriem... Piemēram, pastāvīga sprieguma avota parametri ir tā EMF un iekšējā pretestība… Rezistora parametrs ir tā spoles pretestība — induktivitāte L un kondensators — kapacitāte C.
Spriegums vai strāva, kas tiek piegādāta ķēdei, tiks saukta par darbības vai ieejas signālu… Darbības signālus var uzskatīt par dažādām laika funkcijām, kas mainās atkarībā no likuma z(T)… Piemēram, z(T) var būt nemainīgs, mainīgs laikā. saskaņā ar periodisku likumu vai tiem ir periodisks raksturs.
Spriegumus un strāvas, kas rodas ārējās ietekmes ietekmē mūs interesējošā elektriskās ķēdes daļā un kas ir arī laika funkcijas NS (T), sauksim par ķēdes reakciju jeb nedēļas nogales signālu.
Katram reālas elektriskās ķēdes pasīvajam elementam ir noteikta aktīvās pretestības, induktivitātes un kapacitātes pakāpe. Taču, lai atvieglotu procesu izpēti elektriskajā ķēdē un tās aprēķināšanu, reālā ķēde tiek aizstāta ar idealizētu, kas sastāv no atsevišķiem telpiski atdalītiem elementiem R, L, S.
Šajā gadījumā tiek uzskatīts, ka vadiem, kas savieno ķēdes elementus, nav aktīvās pretestības, induktivitātes un kapacitātes. Šādu idealizētu shēmu sauc par salocītu parametru ķēdi, un uz tās balstītie aprēķini daudzos gadījumos dod rezultātus, ko labi apstiprina pieredze.
NSEElektriskās ķēdes ar nemainīgiem parametriem ir tādas ķēdes, kurās rezistoru R pretestības, spoļu L induktivitāte un kondensatoru C kapacitāte ir nemainīga, neatkarīgi no ķēdē darbojošām strāvām un spriegumiem. Šādus elementus sauc par lineāriem.
Ja rezistora R pretestība nav atkarīga no strāvas, tad tiek izteikta lineārā sakarība starp sprieguma kritumu un strāvu Oma likums ur = R NS ir, un rezistora strāvas-sprieguma raksturlielums (ir taisna līnija (1. att., a).
Ja spoles induktivitāte nav atkarīga no vērtības (tajā plūstošās strāvas, tad spoles pašindukcijas plūsmas pieslēgums ψ tieši proporcionāls šai strāvai ψ= L NS il (1. att., b) .
Visbeidzot, ja kondensatora C kapacitāte nav atkarīga no plāksnēm pieliktā sprieguma uc, tad uz plāksnēm uzkrātais lādiņš q un spriegums u° C ir savstarpēji saistīti ar lineāru sakarību, kas grafiski parādīts att. 1,v.
Rīsi. 1. Elektriskās ķēdes lineāro elementu raksturojums: a — rezistora strāvas-sprieguma raksturlielums, b — plūsmas savienojuma atkarība no strāvas spolē, c — kondensatora lādiņa atkarība no sprieguma pāri tai.
Pretestības, induktivitātes un kapacitātes linearitāte ir nosacīta, jo patiesībā visi elektriskās ķēdes reālie elementi ir nelineāri. Tātad, izlaižot strāvu caur pēdējo rezistoru uzsilst un tā pretestība mainās.
Pārmērīgi palielinot strāvu feromagnētiskajā spolē, var nedaudz mainīties tās induktivitāte. Kondensatoru ar dažādu dielektriku kapacitāte mainās vienā vai otrā pakāpē atkarībā no pielietotā sprieguma.
Tomēr normālā elementu darbības režīmā šīs izmaiņas parasti ir tik nenozīmīgas, ka tās var neņemt vērā aprēķinos, un šādi elektriskās ķēdes elementi tiek uzskatīti par lineāriem.
Par lineārām ierīcēm nosacīti var uzskatīt arī tranzistorus, kas darbojas režīmos, kad tiek izmantotas taisnas līnijas sekcijas ar to strāvas-sprieguma raksturlielumiem.
Elektrisko ķēdi, kas sastāv no lineāriem elementiem, sauc par lineāru elektrisko ķēdi. Lineārās ķēdes raksturo lineāri strāvu un spriegumu vienādojumi un aizstātas lineāras ekvivalentas ķēdes. Lineārās ekvivalentās shēmas sastāv no lineāriem pasīviem un aktīviem elementiem, kuru voltu-ampēru raksturlielumi ir lineāri.Procesu analīzei tiek izmantotas lineārās elektriskās ķēdes Kirhofa likumi.